KR101678824B1

KR101678824B1 - 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법

Info

Publication number: KR101678824B1
Application number: KR1020140190613A
Authority: KR
Inventors: 조동하; 김원우; 김규섭; 이슬기; 김보경; 김태우; 송영경; 안민경; 정지원; 홍준보
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-11-23
Also published as: KR20160079361A

Abstract

본 발명은 (a) 물 및 솔루플러스(soluplus)를 혼합하여 추출 용매를 제조하는 단계; 및 (b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출 용매를 첨가한 후 추출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 양마 추출물 및 상기 양마 추출물을 함유하는 가공식품에 관한 것이다.

Description

항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법{Method for producing Hibiscus cannabinus extract with enhanced antioxidant activity and kaempferitrin content}

본 발명은 양마 잎에 물 및 솔루플러스(soluplus)를 혼합한 추출 용매를 첨가한 후 추출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 양마 추출물 및 상기 양마 추출물을 함유하는 가공식품에 관한 것이다.

양마(Kenaf)는 칼슘, 다량의 단백질, 비타민, 철분 등을 함유하고 탄닌, 사포닌, 폴리페놀, 알칼로이드 화합물을 다량 함유하고 있으며, 식용도 가능하다. 같은 무게의 우유와 비교하면 칼슘 4배, 철분과 각종 비타민을 포함하고 있다. 인후염 장애, 타박상, 담즙분리 과다조절을 위해 인도와 아프리카에서 민간요법에 사용되고 있는 것으로 알려져 있으며, 다른 연구에서는 양마(kenaf) 잎 추출물이 간세포 보호활성, 항지질 과산화, 조혈제 등으로 쓰였다는 보고가 있다. 양마의 주요성분으로는 지방과 DNA의 산화위험을 막고 강한 항산화 작용을 하는 플라보노이드 중 하나인 캠퍼롤(kaempferol)이 있고 그 외에 아프젤린(afzelin), 캠프페리트린(kaempferitrin), 아스트라갈린(astragalin) 등이 있다. 최근 연구에 따르면, 양마 추출물은 면역조절 활성과 항균 효과 및 항산화 능력이 있다고 보고되었다.

난용성 약물들의 용해도를 증진시키기 위한 방법 중 하나로 약물의 입자크기를 감소시켜 가용 표면적을 증가시키는 것이 있다. 하지만 분쇄에 의한 입자크기의 감소는 가용분말이 서로 뭉치는 경향을 보이고 공기입자가 오히려 용해를 방해하는 경우를 나타내기도 하였다. 이에 일정 수준으로 용해도를 높일 수 있는 입자크기의 약물에 용해도가 높은 수용성 고분자 전달체를 혼합함으로써 약물의 용해도를 극적으로 상승시키는 연구가 이루어지고 있다.

이처럼 난용성 약물이 수용성 전달체와의 분자수준의 상호작용으로 인해 분산됨으로써 약물의 난용성질을 가용성질로 바꿀 수 있는 기술을 고체분산화로 정의하고 있다. 현재 고체분산체 형성을 위해 이용되는 수용성 고분자 전달체로는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 크로스포비돈, 폴리비닐피롤리돈-폴리비닐아세테이드 공중합체 (PVP-PVA), 셀룰로오스 유도체 등이 있다. 고분자 전달체의 이용 조건은 무독성으로 약물의 약리효과 및 구조를 저해시키지 않으며 고분자 자체의 약리효과가 없어야 한다.

솔루플러스(Soluplus)는 그래프트 공중합체(graft copolymer)이며 분자량은 9만에서 14만이다. 계면활성제와 유사한 작용을 나타내기 때문에 임계미셀농도를 가지고 있다. 물에서 용해성이 높으며 아세톤(acetone)에서는 50% 이상, 메탄올(MeOH)에서는 54% 이상, 에탄올(EtOH)에서는 25% 이상일 때 용해성을 나타낸다. 특징으로는 그래프트 공중합체로써 친수기와 친유기를 가지고 있으며 30% 이상의 수용액에서 점도가 급격히 증가한다. 솔루플러스(Soluplus)는 친수성 고분자 분산체(poly eric soluvilizer)로 사용되어 용해도가 낮은 물질을 용해도가 높은 수용성 고분자에 분산시켜 용해도를 개선시킬 수 있다.

한국공개특허 제2011-0092482호에는 원적외선 건조로 항균활성이 증가된 케나프 추출물 및 이의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0840558호에는 항염증 및 면역조절 활성을 가지는 케나프 추출물이 개시되어 있으나, 본 발명의 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자는 양마 잎의 이용의 극대화와 추출 수율 및 기능성이 증진된 추출물을 제조하기 위해, 물에 솔루플러스(soluplus)를 적정량 혼합한 추출 용매를 사용하여 양마 잎을 추출하여 항산화 활성과 같은 기능성 및 총 페놀, 플라보노이드 및 캠프페리트린과 같은 양마의 유효성분 함량이 증진된 양마 추출물과 상기 양마 추출물을 이용한 가공식품을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 물 및 솔루플러스(soluplus)를 혼합하여 추출 용매를 제조하는 단계; 및 (b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출 용매를 첨가한 후 추출하여 제조하는 것을 특징으로 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물을 함유하는 가공식품을 제공한다.

본 발명은 또한, 건조 및 분쇄한 양마 잎에 물 및 솔루플러스(soluplus)를 혼합한 추출 용매를 첨가한 후 추출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 양마 추출물의 항산화 활성 및 캠프페리트린(kaempferitrin) 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 솔루플러스(soluplus)를 유효성분으로 함유하는 양마 추출물의 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량 증진용 조성물을 제공한다.

본 발명의 방법으로 제조된 양마 추출물은 유기 용매를 사용하지 않고 물을 이용하여 추출하기 때문에 보다 안전하게 섭취할 수 있고, 또한, 추출 수율이 증진되고, 총 페놀 함량 및 플라보노이드 함량이 향상될 뿐만 아니라 양마의 유효성분인 캠프페리트린(Kaempferitrin) 함량과 항산화 활성과 같은 기능성이 증진되어, 상기 양마 추출물을 이용하여 가공식품, 화장품 및 의약품 등에 용이하게 사용할 수 있다.

도 1은 양마 추출물의 농도별 DPPH 라디칼 소거능(%)을 비교한 그래프이다.
도 2는 양마 추출물의 총 폴리페놀 함량(㎎/g)을 비교한 그래프이다.
도 3은 양마 추출물의 총 플라보노이드 함량(㎎/g)을 비교한 그래프이다.
도 1 내지 3의 Water: 물 추출물, MeOH: 메탄올 추출물, EtOAc: 에틸아세테이트 추출물, Hexane: 헥산 추출물, Soluplus 15%: 물 + 솔루플러스 15% 혼합 용매 추출물, Soluplus 30%: 물 + 솔루플러스 30% 혼합 용매 추출물, Soluplus 45%: 물 + 솔루플러스 45% 혼합 용매 추출물을 의미한다.
도 4의 양마 추출물의 캠프페리트린 함량을 HPLC로 분석한 결과이며, 위로부터 스탠다드(standard), 메탄올 추출물, 물 추출물, 물 + 솔루플러스 45% 혼합 용매 추출물을 의미한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 물 및 솔루플러스(soluplus)를 혼합하여 추출 용매를 제조하는 단계; 및

(b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출 용매를 첨가한 후 추출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 양마 추출물의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 솔루플러스(soluplus)는 폴리비닐 카프로락탐-폴리비닐 아세테이트-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체(polyvinyl capralactam-polyvinyl acetate-polyethylene glycol graft copolymer)이며, 바람직하게는 중량평균분자량이 90,000 내지 140,000g/mol인 하기 화학식 1의 공중합체이다. 솔루플러스는 분쇄한 양마 잎의 용해도를 향상시켜, 양마 잎의 추출 수율을 향상시키고 유효성분을 더욱 효과적으로 추출할 수 있다.

식 중, l은 10 내지 10,000이며, 바람직하게는 100 내지 900이다. 또한, m은 20 내지 20,000이며, 바람직하게는 150 내지 1,500이다. 또한, n은 30 내지 30,000이며, 바람직하게는 300 내지 3,000이다.

또한, 본 발명의 양마 추출물의 제조방법에서, 상기 (a)단계의 추출 용매는 바람직하게는 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 40~50% 첨가한 후 혼합하여 제조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 45% 첨가한 후 혼합하여 제조할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 제조된 추출 용매를 이용하여 양마 잎을 추출할 경우, 추출 수율이 증가할 뿐만 아니라, 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 캠프페리트린 함량과 같은 양마의 유효성분을 효과적으로 추출하고, 항산화 활성과 같은 생리활성을 증진시킬 수 있었다.

본 발명의 양마 추출물의 제조방법은 보다 구체적으로는

(a) 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 40~50% 첨가한 후 혼합하여 추출 용매를 제조하는 단계; 및

(b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출 용매를 첨가한 후 70~90℃에서 1~3시간 동안 1~3회 추출하는 단계를 포함할 수 있으며,

더욱 구체적으로는

(a) 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 45% 첨가한 후 혼합하여 추출 용매를 제조하는 단계; 및

(b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출 용매를 첨가한 후 80℃에서 2시간 동안 2회 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량이 증진된 양마 추출물을 함유하는 가공식품을 제공한다. 상기 가공식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 양마 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 떡류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 가공식품을 모두 포함한다.

본 발명은 또한, 솔루플러스(soluplus)를 유효성분으로 함유하는 양마 추출물의 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량 증진용 조성물을 제공한다. 추출 용매로서 솔루플러스를 이용하여 양마를 추출함으로써 양마 추출물의 항산화 활성 및 캠프페리트린 함량을 증진시킬 수 있다. 상기 솔루플러스는 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 40~50% 첨가한 후 혼합하여 제조할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 실험재료

2014년 강원도 춘천시에서 재배한 양마(kenaf)의 잎을 채취하여 양건한 뒤 시료를 분쇄하여 사용하였다. HPLC 분석에 이용한 캠프페리트린(Kaempferitrin)은 SIGMA사((Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA))에서 구입하여 이용하였다.

2. 양마 추출물 제조

분쇄한 시료를 각각 5 g씩 각 용매(물, 메탄올, 에틸아세테이트, 헥산, 물 + 솔루플러스 15%, 30%, 45%) 100 ㎖와 혼합하여 80℃에서 2시간 동안 2회 반복 추출하였다. 각 추출물은 회전식 증발농축기(EYELA, N-1000, Tokyo, Japan)로 농축한 후 동결건조(EYELA, FDU-1200, Tokyo, Japan)한 후 실험에 이용하였다.

3. DPPH 자유라디칼 소거능

각각의 추출물은 80% 메탄올을 이용하여 농도별로 용해하여 이용하였다. 각 추출물 용액 1 ㎖을 시험관에 첨가한 후 0.15 mM DPPH 용액(80% 메탄올에 용해) 4 ㎖을 가하여 균일하게 혼합한 다음 실온에서 30분 방치한 후 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능(%)은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차를 백분율(%)로 표시하였다.

DPPH 라디칼 소거능(%) = [(1-A/B) × 100]

A: 시료의 흡광도, B: 대조구의 흡광도

4. 총 폴리페놀 함량 측정

총 폴리페놀 화합물의 함량은 페놀성 물질이 인몰리브덴산(phosphomolybdate)과 반응하여 청색을 나타내는 현상을 이용한 Folin-Denis법을 약간 변형시켜 측정하였다. 추출물 0.2 ㎖를 시험관에 취하여 증류수 1.8 ㎖를 첨가하여 잘 혼합하고 3분간 실온에서 방치하였다. Na₂CO₃ 포화용액 0.4 ㎖를 첨가하여 혼합하고 증류수 1.4 ㎖를 첨가하여 총 4 ㎖로 만든 후, 실온에서 1시간 방치하여 상층액을 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 폴리페놀 화합물은 갈산을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.

5. 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량은 추출물 0.5 ㎖에 10% 질산알루미늄(aluminum nitrate) 0.1 ㎖, 1M 수용성 아세트산칼륨(aqueous potassium acetate) 0.1 ㎖과 80% 에탄올 4.3 ㎖를 첨가한 후 실온에서 40분 동안 반응 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드 화합물은 퀘르세틴을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.

6. HPLC 분석조건

추출물은 HPLC용 메탄올에 용해한 후, 0.45 ㎛ 시린지 필터(Toyo Roshi Kaisha, Japan)로 여과하여 분석하였다. HPLC 분석기기는 Shimadzu LC system (CBM-20A, Japan)을 이용하였고, 컬럼은 Prevail C18, 5 ㎛, 4.6 × 150 mm을 사용하였다. 이동상은 A: 물, B: 아세토니트릴로 하여 아세토니트릴 16~50%로 구배(gradient) 방법을 사용하였으며, 유속은 1 ㎖/min으로 하여 흡광도 280 nm으로 측정하였다.

실시예 1: 양마 추출물의 수율 측정 결과

수율 측정의 경우 가용화제를 첨가하지 않은 용매에서는 물 추출물이 42.01%로 높은 추출율을 보였다. 반면, 가용화제를 첨가한 물 + 솔루플러스 45% 추출물에서는 74.57%로 가장 높은 추출 수율을 보였다(표 1).

양마 추출물의 추출 수율(%)

샘플		추출 수율(%)
유기용제	헥산	7.40
	메탄올	34.56
	에틸아세테이트	7.74
물 + 솔루플러스	물	42.01
	물 + soluplus 15%	40.82
	물 + soluplus 30%	51.67
	물 + soluplus 45%	74.57

실시예 2: 양마 추출물의 DPPH 자유라디칼 소거능 측정 결과

DPPH 자유라디칼 소거능의 경우, 메탄올 > 솔루플러스 45% > 솔루플러스30% > 에틸아세테이트 > 솔루플러스 15% > 물 > 헥산의 순으로 항산화력의 차이를 보였고, 메탄올 추출물 2 ㎎/㎖ 농도에서 78.53%, 솔루플러스 45% 추출물 2 ㎎/㎖ 농도에서 68.12%의 항산화력을 보였다. 물 + 솔루플러스 추출물은 솔루플러스의 첨가 농도에 비례해 항산화능이 측정되었다(도 1).

실시예 3: 양마 추출물의 총 폴리페놀 함량

총 폴리페놀 함량 실험 결과, 솔루플러스 45% > 솔루플러스 30% > 메탄올 > 솔루플러스 15% > 물 > 에틸아세테이트 > 헥산 순으로 나타났다. 유기용매에서는 메탄올이 24.01 ㎎/㎖ DW로 가장 높았으나 물에 솔루플러스를 첨가한 군에서는 물 + 솔루플러스 45%에서 57.25 ㎎/㎖ DW로 가장 많은 함량이 측정되었다. 물 + 솔루플러스 추출물은 솔루플러스의 첨가 농도에 비례해 총 폴리페놀이 측정되었다(도 2).

실시예 4: 양마 추출물의 총 플라보노이드 함량

총 플라보노이드 함량 실험의 경우, 메탄올 > 솔루플러스 45% > 솔루플러스 30% > 에틸아세테이트 > 물 > 솔루플러스 15% > 헥산 순으로 나타났고 가장 높은 플라보노이드 수치를 보인 메탄올은 9.13 ㎎/g DW로 가장 높게 나왔다. 하지만 물 + 솔루플러스 45%에서 8.73 ㎎/g DW로 메탄올 용매에서 추출한 것과 비슷한 값이 측정되었다. 물 + 솔루플러스 추출물은 솔루플러스의 첨가 농도에 비례해 총 플라보노이드가 측정되었다(도 3).

실시예 5: 양마 추출물의 캠프페리트린(Kaempferitrin) 함량 분석

HPLC 분석 실험의 경우, 양마의 주요성분인 캠프페리트린(Kaempferitrin)은 일반적으로 유기용매에서 추출이 잘되어 메탄올 추출물에서 57.7 ㎎/g의 함량이 측정되었다. 하지만 물 추출물과 물 + 솔루플러스 45% 추출물을 비교하였을 때 각각 8.5 ㎎/g, 17.1 ㎎/g의 함량을 나타내어 솔루플러스를 첨가한 쪽이 2배 이상 함량이 높게 측정되었다(표 2 및 도 4).

양마 추출물의 캠프페리트린 함량(㎎/g)

샘플	캠프페리트린 함량
메탄올 추출물	57.7 ㎎/g
물 추출물	8.5 ㎎/g
물 + 솔루플러스 45% 추출물	17.1 ㎎/g

Claims

(a) 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 40~50% 첨가한 후 혼합하여 추출용매를 제조하는 단계; 및
(b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출용매를 첨가한 후 70~90℃에서 1~3시간 동안 1~3회 추출하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 솔루플러스(soluplus)는 폴리비닐 카프로락탐-폴리비닐 아세테이트-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체(polyvinyl capralactam-polyvinyl acetate-polyethylene glycol graft copolymer)인 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 폴리비닐 카프로락탐-폴리비닐 아세테이트-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체는 하기 화학식 1의 공중합체인 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 양마 추출물의 제조방법:
[화학식 1]

(식 중, l은 10 내지 10,000이며, m은 20 내지 20,000이며, n은 30 내지 30,000이다).
삭제
삭제
삭제
삭제
(a) 물에 물 중량대비 솔루플러스(soluplus)를 40~50% 첨가한 후 혼합하여 추출용매를 제조하는 단계; 및
(b) 건조 및 분쇄한 양마 잎에 상기 (a)단계의 제조한 추출용매를 첨가한 후 70~90℃에서 1~3시간 동안 1~ 3회 추출하는 단계를 포함하여 제조된 양마 추출물의 폴리페놀 함량을 증진시키는 방법.
삭제
삭제